間接蒸發(fā)制冷，說得不那么學(xué)術(shù)，就是將水蒸發(fā)產(chǎn)生的冷量通過傳導(dǎo)的方式傳遞給空氣。那么就存在兩股氣流，一股氣流（二次空氣）用于蒸發(fā)水，這部分和直接蒸發(fā)的原理一樣，另外一股氣流（一次空氣）吸收水分蒸發(fā)產(chǎn)生的冷量。這兩股氣流是完全隔絕的，二次空氣直接對(duì)大氣排放，一次空氣出入室內(nèi)。原理圖網(wǎng)上容易找到。

 

間接蒸發(fā)制冷利用的是干濕球溫度差。干球溫度計(jì)就是我們用來測(cè)量氣溫的那種，直接顯示出當(dāng)下環(huán)境空氣的溫度，濕球溫度計(jì)是在底部水銀端包上紗布，紗布的一端浸泡在水中，濕球溫度測(cè)量的是當(dāng)前環(huán)境僅通過蒸發(fā)水分所能達(dá)到的最低溫度。溫度不變的情況下，相對(duì)濕度越小，干濕球溫差越大，可以簡(jiǎn)單理解成勢(shì)差越大。大多數(shù)能量換（或者轉(zhuǎn)移）的速度和最終值，都取決于勢(shì)差。所以理論上來說，相對(duì)濕度越小，間接蒸發(fā)制冷的效率越高、制冷功率越大。

6月份已經(jīng)做過一臺(tái)，不理想，結(jié)構(gòu)松散，外形不方便使用；算是積累了一點(diǎn)制作和維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)。這次要做希望實(shí)用性強(qiáng)的機(jī)器，結(jié)構(gòu)合理一些，安裝難度小一些，噪聲不超過電風(fēng)扇的聲音。由于使用自來水，水中的鈣鎂離子，硅酸根等都是蒸發(fā)不了的，水分蒸發(fā)后，會(huì)留下水垢，積累都一定程度就得清除掉才行；我用檸檬酸來除水垢，過程簡(jiǎn)單，效果顯而易見。蒸發(fā)換熱單元的材料最終選定高分子聚酯膜，耐候性比金屬?gòu)?qiáng)N倍，加上其韌性和剛度都比同等厚度的鋁膜強(qiáng)，所以加工起來難度不大。聚酯膜導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)不及鋁膜，但熱傳導(dǎo)的另一重要因素就是厚度，我選的聚酯膜厚度是0.03毫米，極薄，但強(qiáng)度高，加工起來還算順手。

另外就是水膜構(gòu)建和供水方式問題。聚酯膜不親水，得在表面附著親水材質(zhì)，想到最容易的就是無紡布了。一般供水方式都是噴淋，但考慮以后的維護(hù)難度，還是不要了。噴頭堵塞問題，噴霧所需要的壓力不小，水泵的選擇有一定要求，走管所需的結(jié)構(gòu)件也繁瑣，萬一以后要更換噴頭，拆裝都麻煩。所以，我選擇纖維毛細(xì)管虹吸的方式，從底部向上吸水。

這樣就不能像原理圖那樣，從前后、上下兩個(gè)維度送風(fēng)了，底部是儲(chǔ)水盤。設(shè)計(jì)前后方向作為二次空氣通道，頂部分成前后兩部分，前端作為一次空氣進(jìn)風(fēng)口，后端作出風(fēng)口，中間將氣流間隔開。

動(dòng)手前先做了3D圖，看看可行性，算好需要購(gòu)買的材料數(shù)量。打算做48個(gè)蒸發(fā)換熱單元，每個(gè)長(zhǎng)寬20*30厘米，總蒸發(fā)面積5.76平方米。

材料清單：

聚酯膜6平方米，每平方米10元，共60元

無紡布，50元（5元1平方，商家要10平方起賣）

9032建準(zhǔn)散熱風(fēng)機(jī)6只，每只18元，共108元

蒸發(fā)換熱單元內(nèi)外骨架，打算用亞克力切割，每套4.5元，共216元

整個(gè)可外殼及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，都計(jì)劃用亞克力切割，請(qǐng)人報(bào)價(jià)，250元。亞克力的耐候性比ABS塑料強(qiáng)很多，考慮要放在窗外日曬雨淋5年，所以選亞克力材料，比鋼板烤漆要便宜一些（不銹鋼太貴就不考慮了）。

風(fēng)管及接口等配件，共30元。其他電控、水路配件，大概30元。

以前有個(gè)小真空泵，測(cè)試過，能用。總共744元搞定。

制作蒸發(fā)換熱單元的難度超過我想象，切聚酯膜，黏上無紡布，黏上亞克力框架，過程不復(fù)雜，制作一個(gè)僅花了不到15分鐘，但要做48個(gè)，重復(fù)這么多次，很考驗(yàn)?zāi)托摹Ｇ昂笈��?天，才完成。用5支4mm的螺桿把蒸發(fā)換熱單元組裝起來，滿滿的成就感。

 

仔細(xì)測(cè)量蒸發(fā)換熱單元的尺寸后，畫出準(zhǔn)確的尺寸圖，給亞克力廠訂貨，等了3天，板材到貨，準(zhǔn)備最后的組裝。

板子是激光切割的，尺寸很準(zhǔn)，組裝過程僅用了1小時(shí)。

緊跟著就是調(diào)試兩組風(fēng)機(jī)的功率

然后是安裝電路和水路。真空泵是幾年前買的，銹跡斑斑，還能用。

安裝濾網(wǎng)后的最終效果。

 

 

測(cè)試數(shù)據(jù)：

測(cè)試時(shí)間是廣州的8月，相對(duì)濕度一般在60-75之間，偶爾遇到臺(tái)風(fēng)天前后，濕度會(huì)有大幅波動(dòng)，但維持時(shí)間很短暫。

準(zhǔn)備測(cè)試不同風(fēng)量下，機(jī)器的制冷功率和能效COP值與相對(duì)濕度的關(guān)系。

風(fēng)量是用風(fēng)速儀測(cè)試出風(fēng)口多個(gè)點(diǎn)，計(jì)算平均風(fēng)速為計(jì)算依據(jù)。買了3種濕度計(jì)，同一環(huán)境中顯示的數(shù)值竟各不相同通，有時(shí)相差15%左右，哎，只能取平均值了。溫度計(jì)相對(duì)準(zhǔn)確，幾個(gè)溫度計(jì)相互間相差1.2度左右，反正只要測(cè)試進(jìn)出風(fēng)口的溫度變化值，來計(jì)算制冷功率，所以一直使用同一溫度計(jì)就接近準(zhǔn)確值了。空氣質(zhì)量*空氣比熱*溫升（降溫度數(shù)）/單位時(shí)間=制冷功率，空氣質(zhì)量=風(fēng)量*空氣密度，所以，制冷功率=風(fēng)量*空氣密度*空氣比熱容*降溫度數(shù)/單位時(shí)間。

1.相對(duì)濕度RH58%    △t5.3℃    風(fēng)量250m3/h   制冷功率474.8W   能效COP19.95

2.相對(duì)濕度RH65%    △t3℃      風(fēng)量250m3/h   制冷功率268.8W   能效COP11.2

3.相對(duì)濕度RH71%    △t2.6℃    風(fēng)量250m3/h   制冷功率233.0W   能效COP9.7

4.相對(duì)濕度RH76%    △t1.3℃    風(fēng)量250m3/h   制冷功率116.5W   能效COP4.85

5.相對(duì)濕度RH37%    △t8.4℃    風(fēng)量165m3/h   制冷功率496.7W   能效COP33.1

6.相對(duì)濕度RH66%    △t4℃      風(fēng)量165m3/h   制冷功率236.5W   能效COP15.77

7.相對(duì)濕度RH70%    △t3.2℃    風(fēng)量165m3/h   制冷功率189.2W   能效COP12.6

風(fēng)量250m3/h時(shí)，整機(jī)功率24W，風(fēng)量165m3/h時(shí)（全程風(fēng)路風(fēng)速控制在2米每秒左右，確保噪聲不大），整機(jī)功率15W。不管怎么測(cè)試，COP值都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有空調(diào)，相對(duì)濕度低于40%時(shí)，COP超過30是沒問題的。北方較干燥的環(huán)境使用，房間降溫效果還可以，廣州這么潮濕的地區(qū)，我拿來做新風(fēng)機(jī)配合空調(diào)使用，讓空調(diào)房間不再憋悶，保證進(jìn)入房間的新風(fēng)不會(huì)是室外熱風(fēng)，多少能減少點(diǎn)兒空調(diào)電費(fèi)。

一次風(fēng)量越大，制冷量越大，但溫度降幅減小，COP值相對(duì)不夠高。測(cè)量?jī)x器精度不不夠理想，特別是濕度計(jì)，所以有些數(shù)據(jù)看起來與預(yù)計(jì)有差距（相對(duì)濕度與制冷功率的關(guān)系），僅能作為參考，日后再多測(cè)試幾次，看數(shù)據(jù)是否可以修正。

做了幾次耗水量測(cè)試。相對(duì)濕度RH58%，風(fēng)量250m3/h，制冷功率474.8W時(shí)，蒸發(fā)200ml水，耗時(shí)15分鐘。1千克水的汽化熱是2260KJ，計(jì)算得出水蒸發(fā)功率為2260*1000/5/15/60=502W。那么實(shí)際效率為474.8/502=94.6%。這個(gè)數(shù)據(jù)在間接蒸發(fā)制冷行業(yè)中，超高！原因是二次空氣的流量設(shè)置較小。查了很多資料，間接蒸發(fā)制冷水蒸發(fā)利用效率一般在60-75%左右。就是說，如果我增加二次空氣的量，舍得多給點(diǎn)水費(fèi)，得到的制冷功率，一定超過測(cè)得的數(shù)據(jù)。